螺旋MoS2促进微涡流强化析氢反应
【螺旋MoS2促进微涡流强化析氢反应】
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近期 ， 江西师范大学袁彩雷教授课题组利用倾斜衬底的化学气相沉积（CVD）方法 ， 在二氧化硅/硅（SiO2/Si）衬底上制备了具有丰富边缘活性位点的三维螺旋锥体二硫化钼（MoS2） 。 与阶梯锥体MoS2相比 ， 螺旋MoS2的析氢性能更为优异 ， 能为微涡流促进多层过渡金属二硫化物的析氢反应活性提供更多的思路 。
涡流是由于一个移动的磁场与金属导体相交所产生的 。 在电磁感应效应的作用下 ， 导体内会产生一个循环的电流 。 正常情况下 ， 磁场变化越快 ， 感应电动势就越大 ， 涡流就越强；涡流能使导体发热 。 然而 ， 传统的层状过渡金属二硫化物如二硫化钼因为有显著的层间势垒 ， 而会抑制涡流产生 ， 进而降低磁加热效率 ， 不利于析氢反应 。
从化学成分上来看 ， MoS2是由过渡金属钼和非金属硫一起组成的一种化合物 ， 具有显著的催化活性和较高的化学稳定性等特点 ， 且资源丰富和生产成本较低 ， 所以深受光催化领域研究者的青睐 。
为了弥补层状二硫化钼在涡流应用中的不足 ， 江西师范大学研究者就采用了CVD法合成了三维螺旋锥体结构的MoS2 ， 幷将其应用于涡流中 。 研究表明 ， 螺旋锥体MoS2具有显著的析氢性能 ， 主要是因为它消除了层间势垒 ， 使电子直接沿着螺旋轨道传输 ， 以提高电子转移效率 。 另外 ， 在交变磁场的作用下 ， 螺旋锥体MoS2材料内部会形成了微涡流 ， 从而最大限度地利用了磁加热 ， 提高电催化活性 。 注意：所谓的势垒也称为位垒 ， 就是在PN结由于电子、空穴的扩散所形成的阻挡层 ， 两侧的势能差 。
该研究成果已以“Micro Eddy Current Facilitated by Screwed MoS2 Structure for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction”为题发表在Advanced Functional Materials上 。
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